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随着20世纪70年代初期计算复杂性理论的形成,科学工作者发现并证明了大量来源于实际的组合最优化问题是非常难解的问题,即所谓的NP完全和NP难问题,其计算时间使人难以忍受或因问题的高难度而使其计算时间随问题规模的增加以指数速度延长。旅行商问题(TravelingSalesmenProblem,简称TSP)即是该类典型问题之一,因此,对TSP问题最优化解法的研究具有重要的理论与现实意义。
本文分别介绍了现代优化算法中的蚁群算法和模拟退火算法的原理、模型和实现步骤,并成功的应用上述两种算法求解TSP问题,同时对两种方法的优化结果进行了比较,分析了这两种方法对于求解TSP问题的优缺点,同时论证了上述两种算法的正确性和有效性。
本文将优化设计方法与软件开发相结合,开发出了专门的工程优化设计应用软件。以WindowsXP环境为开发平台,运用VC++语言开发了上述蚁群算法和模拟退火算法的优化设计应用程序。该应用程序针对在工程实际中,人们虽然拥有扎实的专业知识和技能,但往往缺乏专业的优化设计方面的知识和技能,同时对工程优化设计拥有迫切需求的现状,应用程序采用模块化结构,拥有友好的人机对话界面,实现了缺乏优化设计知识的工程技术人员可以解决工程优化设计实际问题的愿望。
优化系统有包涵了较全面的优化算法和良好的用户使用界面等优点。本优化软件系统包括了传统优化算法和现代优化算法两部分,其中传统算法包括了9种优化算法,现代算法有3种,共12种优化算法。该优化软件系统有较完善的用户使用界面,可以方便的输入优化参数和目标函数,同时也根据不同的算法采用了不同优化结果输出界面。优化应用软件运行速度快,工作可靠,彻底解决了由于缺乏优化专门知识而进行优化设计的障碍,因此,本课题的研究成果具有重要的工程应用价值。